細胞膜脂質非対称の制御機構及び脂質非対称シグナルの解明

阐明细胞膜脂质不对称和脂质不对称信号的控制机制

基本信息

批准号：
17687011
负责人：
木原章雄
金额：
$ 19.39万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞膜脂質二重膜における脂質の外層と内層の組成は異なっており(脂質非対称),ホスファチジルコリンや複合スフィンゴ脂質は外層に存在する。一方,他のグリセロリン脂質は内層に偏っている。近年,この脂質非対称の維持が生体機能に重要であることが明らかとなってきた。我々は以前,酵母においてスフィンゴイド塩基トランスロカーゼRsb1を同定し,この発現がグリセロリン脂質非対称変化により誘導されることを見出した。こめことはグリセロリン脂質の非対称変化を感知するセンサー蛋白質と下流シグナル伝達経路の存在を示唆していた。我々は,本研究において実際にそのシグナル伝達経路としてRim経路を同定することに成功した。この経路は培地中のアルカリや電荷に応答することが報告されており,脂質非対称変化により外層に露出した酸性リン脂質の電荷をRim経路の最上流に位置して細胞膜受容体として考えられているRim21あるいはDfg16が感知していると推定される。本年度はこれらの経路とRsb1発現上昇の関係を詳細に検討し,Rsb1の発現上昇が転写レベルで制御されている事をレポーターアッセイにより定量的に示した。また,脂質非対称変化が実際にRim経路を活性化することを最下流因子Rim101のプロセッシングを指標にして明らかにした。さらに,小胞輸送,細胞壁合成,脂質合成などの異常による間接的な影響でRim経路が活性化しているわけではないことをそれらに関わる変異株を用いて明らかにした。これらの成果が認めちれ,Mo1. Biol. Cellに公表が決定している。一方,セラミドの非対称を制御する因子と予測されたPhs1は,その後の解析から極長鎖脂肪酸の合成に関わることが明らかとなった。酵母セラミドは極長鎖脂肪酸から構成されており,極長鎖脂肪酸合成不全が間接的に酵母スフィンゴ脂質の代謝,輸送に影響を与えている事を明らかにした。

细胞膜脂双层的外脂层和内脂层具有不同的组成（脂质不对称性），外层存在磷脂酰胆碱和复合鞘脂。另一方面，其他甘油磷脂集中在内层。近年来，人们已经清楚维持这种脂质不对称性对于生物功能非常重要。我们之前在酵母中鉴定了鞘氨醇碱基易位酶Rsb1，并发现其表达是由甘油磷脂不对称变化诱导的。 Kokoto 认为存在传感器蛋白和下游信号通路，可以感知甘油磷脂的不对称变化。在这项研究中，我们实际上成功地确定了Rim通路作为信号转导通路。据报道，该途径对培养基中的碱和电荷有反应，并且被认为是位于 Rim 途径最上游的细胞膜受体，吸收由于据推测，Rim21 或 Dfg16 正在感知它。今年，我们详细研究了这些通路与Rsb1表达增加之间的关系，并通过报告基因检测定量证明Rsb1表达增加是在转录水平上受到调节的。我们还以最下游因子 Rim101 的加工为指标，证明脂质不对称实际上激活了 Rim 通路。此外，我们使用与这些因素相关的突变菌株证明，由于囊泡运输、细胞壁合成和脂质合成的异常，Rim途径不会被间接激活。这些结果得到了认可并决定发表在《Cell》杂志上。另一方面，Phs1被预测为控制神经酰胺不对称性的因子，随后的分析显示其参与极长链脂肪酸的合成。酵母神经酰胺由极长链脂肪酸组成，研究表明极长链脂肪酸合成的缺陷会间接影响酵母鞘脂的代谢和运输。